Жаспер Arduino Hexapod: 8 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Төслийн огноо: 2018 оны 11 -р сар

ТОЙМ (JASPER)

Зургаан хөл, нэг хөл тутамд гурван servo, Arduino Mega -ийн удирддаг 18 servo хөдөлгөөний систем. Arduino Mega мэдрэгч бамбай V2 -ээр холбогдсон сервосууд. Андройд аппликэйшнтэй ярьдаг Bluetooth BT12 модулиар Hexapod -той харилцах. 2 x 18650, 3400mAh, 2 x 2400mA батерейгаар тэжээгддэг систем нь Velcro -тай хамт зургаан өнцөгтийн биеийн доор байрладаг. Серво ба Хяналтын системийн хоёуланг нь асаах товчлуурыг зургаан өнцөгтийн толгой дээрх ногоон гэрлээр асаах заагч гэрлээр хангадаг. Командыг 16x2 хэмжээтэй LCD дэлгэц дээр давтана. Видео тэжээл, хөнгөн бөгж, хэт авианы саад бэрхшээлээс зайлсхийх нь толгой дээр байрладаг.

ТАЙЛБАР: Эрүүл ухаантай байхын тулд би сайн чанарын servo ашиглахыг зөвлөж байна, би MG995 сервог эхлүүлсэн бөгөөд тэдгээрийн 20 нь 11 нь шатсан, төвлөрөх чадвараа алдсан эсвэл ажиллахаа больсон.

www.youtube.com/embed/ejzGMVskKec

Алхам 1: ТОНОГ ТӨХӨӨРӨМЖ

1. 20 x DS3218 servo

2. 1x Hexapod суурь хэрэгсэл

3. 1x Arduino Mega R3

4. 1x Arduino Mega мэдрэгч бамбай v2

5. 1 x 2 булан 18650 зайны зай

6. 2 х хоёр туйлтай цахилгаан унтраалга

7. Ногоон LED гэрэл ба 220км эсэргүүцэл

8. Velcro бэхэлгээтэй 2 x 6v 2800mAh батерейны багц

9. 2 x 18650 x 3400mAh батерей

10. 1x HC-SR04 Sonar модуль

11. 1x BT12 Bluetooth модуль

12. 1 x Arduino V3 NodeMcu Lua WIFI ESP8266 12E IOT хөгжүүлэх самбар

13. OV2640 2 мегапикселийн линзтэй 1 x Arducam Mini Module Camera Shield

14. 1 x Pixie Neon 16 LCD гэрлийн бөгж

15. 1x 16x2 хэмжээтэй LCD дэлгэц нь IIC адаптертай.

16. 1 x 5v цахилгаан залгуур Arduino Mega

17. NodeMcu модульд зориулсан 1 х 5в бичил USB залгуур.

18. 1 x DC to DC Buck хөрвүүлэгч модуль

19. 1 x 70mm x 120mm x 39mm дөрвөлжин хар хуванцар хайрцаг (Бие)

20. 1 x 70mm x 50mm x 70mm хар хуванцар хайрцаг (Толгой)

21. 4 х 40мм хэмжээтэй М3 гуулин тавиур, 4 резинэн амрах тулгуур

22. Янз бүрийн эрэгтэй, эрэгтэй холбогч кабель, гагнуур, м3 эрэг, боолт, халуун цавуу

Захиалгат логик ашиглан хөлний хөдөлгөөн. Доош, доош, зүүн, баруун, төвтэй хоёр бие даасан servo -ээр дамжуулан камерын хөдөлгөөн. Камерыг WIFI холболтоор удирддаг бөгөөд Андройд аппликэйшнд WebView хэлбэрээр харуулдаг.

Алхам 2: SERVOS

Тус бүр нь хамгийн ихдээ 180 градус хүртэл байдаг

хамгийн бага 0 градусын хөдөлгөөн.

Серво бүрийг LegCFT гэсэн гурван тооны хослолоор тодорхойлсон; энд C бол бие (COXA), F нь гуя (FEMUR), T нь тохой (TIBIA) тул 410 нь дөрөв дэх хөл ба Tibia servo, үүнтэй адил 411 нь дөрөв дэх хөл ба Tibia servo -ийг хэлнэ. Дугаарлах дараалал нь 100-аас 611 хүртэл байх болно. Серво хөл бүр нь резинэн хөлтэй бөгөөд цохилтыг зөөлрүүлж, илүү сайн атгах боломжтой болно.

Хөл 1: 100, 110, 111 Урд

Хөл 2: 200, 210, 211 хөл2-хөл1

Хөл 3: 300, 310, 311 хөл4-хөл3

Хөл 4: 400, 410, 411 хөл6-хөл5

Хөл 5: 500, 510, 511 Нуруу

Хөл 6: 600, 610, 611

Бүх Coax Servos -ийн үндсэн байрлал нь 90 градус байна.

Femur Servos -ийн үндсэн байрлал нь 90 градус, үлдсэн байрлал нь 45 градус байна.

Tibia Servos -ийн бүх хөлний үндсэн байрлал нь 90 градус, 1, 3, 5 -р хөл нь 175 градус, үлдсэн байрлал нь 2, 4, 6 -р хөл нь 5 градус байна.

Хүзүү 1: 700 Дээш, доош хөдөлгөөнийг 75-105 градусаар хязгаарладаг

Хүзүү 2: 800 Зүүн ба баруун хөдөлгөөнийг 45-135 градусаар хязгаарладаг

10 миллисекундын хоцролтыг оруулахаас өмнө "бичих" командыг өгөхөөс өмнө гурван "бичих" -ээр хязгаарлагддаг серво хөдөлгөөн. Энэ нь батерейны ачааллыг бууруулахад тусалдаг.

Алхам 3: COMMANDS

A = Зогсоох - Анхдагч байрлалд зогсох.

B = урагш - walk_forward

C = урвуу - walk_backward

D = баруун - эргэх_баруун

E = зүүн - эргэх_зүүн

F = зүүн хажуу тийш чиглэсэн хөдөлгөөн - crab_left

G = баруун хажуугийн хөдөлгөөн - crab_right

H = Арын тэврэлт (хамгийн ихдээ 1 ба 2 хөл, төв байрлалд 3 ба 4 хөл, хамгийн бага байрлалд 5 ба 6 хөл)

I = Front_crouch (хамгийн бага байрлалд 1 ба 2 хөл, төвийг сахисан байрлалд 3 ба 4 хөл, хамгийн их байрлалд 5 ба 6 хөл)

J = камер кантер - төв (Хүзүү 1 ба Хүзүү 2 дунд байрлалд, үндсэн байрлал)

K = камер зүүн - pan_left (Хүзүү 1, дунд байрлал, Хүзүү 2 servo хамгийн бага байрлал)

L = камер баруун - pan_right (Хүзүү 1, дунд байрлал, Хүзүү 2 servo хамгийн их байрлал)

M = камер дээш - pan_up (Хүзүү 1 хамгийн дээд байрлал, Хүзүү 2 servo дунд байрлал)

N = камер доош - pan_down (Хүзүү 1 хамгийн бага байрлал, Хүзүү 2 servo дунд байрлал)

O = Амрах (Hexapod) тулгуур дээр сууна.

P = Босох - Hexapod нь анхдагч байрлалдаа зогсдог.

Q = Гэрэл унтрах

R = Pixie Neon гэрлийн цагираг дээрх ногоон гэрэл.

S = Pixie Neon гэрлийн цагираг дээрх улаан гэрэл.

T = Pixie Neon гэрлийн цагираг дээрх цэнхэр гэрэл.

U = Pixie Neon гэрлийн цагираг дээрх цагаан гэрэл.

V = Урд хөлөө даллаж байна.

W = Дууны эвэр.

X = Толгойгоо зүүнээс баруун тийш шүүрд.

Y = Тоглох ая.

Алхам 4: ХӨДӨЛГӨӨН

Coax servo байрлал нь биеийн тэнхлэгт уртааш байрладаг тул урагшаа 0 градус, шууд ард нь 180 градус байна. Гэсэн хэдий ч энэ Coax болон бусад бүх servo нь 45 -аас 135 градусаар хязгаарлагдах болно.

Урагш, урвуу, зүүн, баруун хөлийн хөдөлгөөнийг Femur, Tibia servos ашиглан хөлөө өргөөд эхэлж, дараа нь биеийн servo хөдөлгөөнийг хийж, эцэст нь Femur болон Tibia servos ашиглан нэг хөлөө доошлуулна..

Урагш ба урвуу

Урагш эсвэл хойшоо хөлөө шилжүүлэхийн тулд 1 ба 2, 3, 4, 5, 6 -р хосоороо ажиллана. Энгийн урагшлах хөдөлгөөн нь одоогийн байрлалаасаа аль болох урагш хөдөлж буй 1 ба 2 -р хөл, дараа нь 3, 4 -р хөл, эцэст нь 5 ба 6 хөл ижил үйлдлийг давтана. Дараа нь Coax -ийн зургаан servo нь урагш сунгасан байрлалаас анхны байрлал руугаа буцна. Энэ үйл явцын урвуу чиглэлийг арагш урагшлуулахад ашигладаг. Урагшлах хөдөлгөөний процессын нэг хэсэг болох HC_SR04 хэт авианы төхөөрөмж нь урд талын саад бэрхшээлийг шалгаж, хэрэв олдвол Hexapod -ийг зүүн эсвэл баруун тийш нь санамсаргүй эргүүлнэ.

Зүүн ба баруун

Зүүн эсвэл баруун хөлийг шилжүүлэхийн тулд хосууд эсрэг чиглэлд ажилладаг. Жишээлбэл, баруун хөлийг эргүүлэхийн тулд 1 нь одоогийн байрлалаас 135 градусын байрлал руу, 2 -р хөл нь 45 градусын байрлал руу урагшлана. Үүнийг 3, 4, 5 ба 6 хөлний хос хосоор давтана. Тухайн үед Coax servos нь анхны байрлалаа буцааж шинэ байрлал руугаа шилжүүлж, ингэснээр биеийг хөдөлгөөний чиглэлд эргүүлнэ. зөв Энэ процессыг зүүн тийш шаардлагатай эргэлт хийж дуустал үргэлжлүүлнэ. Энэ процессын урвуу хэсгийг зүүн тийш эргүүлэхэд ашигладаг тул 1-р хөл нь одоогийн байрлалаасаа 45 градусын байрлал руу, 2-р хөл нь 135 градусын байрлал руу буцаж хөдөлдөг.

Босоод амар

Эдгээр хоёр процесс хоёулаа хөлний Coax servo -ийг ашигладаггүй тул бүх хөлний хувьд Tibia servo -ийг босгохын тулд одоогийн байрлалаас хамгийн ихдээ 45 градус хүртэл хөдөлдөг бол нөгөө femur servos -ийг хамгийн доод түвшинд шилжүүлдэг. байрлал, 175 эсвэл 5 градус. Үүнтэй ижил хөдөлгөөн нь зогсож, хамгийн багадаа 45 градус хүртэл хөдөлдөг Tibia servos -д хамаарна. Амрахын тулд 175 эсвэл 5 градус.

Crouch Forward, Crouch Backward

Энд дахин процессууд нь бие биенийхээ толин тусгал дүрс юм. Урагш тонгойхын тулд 1, 2 -р хөл хамгийн доод байрлалд, 5 ба 6 -р хөл хамгийн өндөр байрлалд байна. Аль ч тохиолдолд 4 ба 5 -р хөл нь төвийг сахисан байрлалтай байдаг бөгөөд энэ нь 1 ба 2, 5, 6 хөлийн багцтай нийцдэг. Арагшаа бөхийхөд 1 ба 2 хөл хамгийн өндөр байрлалд, 5 ба 6 -р хөл хамгийн доод байрлалд байна.

Алхам 5: HEAD CAMERA/SONAR

Толгой нь зөөврийн тагтай 38 мм х 38 мм х 38 мм хэмжээтэй дөрвөлжин хуванцар хайрцагнаас бүрдэнэ. Хайрцаг/толгой нь босоо болон хэвтээ хөдөлгөөнөөр хязгаарлагдана. Хөдөлгөөнийг роботын биенд хавсаргасан хоёр servo ашиглан, хоёр дахь нь эхний servos биед хавсаргасан бөгөөд гар нь толгой дээр бэхлэгдсэн болно. 18650 -ийн хоёр батерейгаар тэжээгддэг 7.4v нь Arduino V3 NodeMcu Lua WIFI ESP8266 12E IOT хөгжлийн самбарыг OV2640 2 мегапикселийн линзтэй Arducam Mini Module Camera Shield дээр бэхэлсэн DEVKIT -ээр тэжээх болно. Энэхүү зохицуулалт нь роботыг саад тотгорыг илрүүлж, онгоц дээрх Wi-Fi-ээр дамжуулан шууд видео дамжуулах боломжийг олгоно. HC-SR04-ийг ашигладаг Sonar ба гэрлийн удирдлагын талаархи мэдээллийг Arduino Mega руу буцаана.

Ddmainmun -д Arducam Instructables -ийн нийтлэлд талархаж байна.

Батерей

Бүх батерейг тэжээлээр хангахын тулд хоёр батерейны нэгийг толгойн эд анги, Arduino Mega хавтан, хоёр дахь багцыг ашиглахаар шийдсэн. Эхний багц нь 7.4V хүчдэл бүхий 2 x 18650 3400mAh батерейгаас бүрдэнэ. Хоёрдахь багц нь 2 x 6V 2800mAh батерейны багцаас бүрдсэн бөгөөд 6.4V тэжээлийг өгдөг боловч Hexapod -ийн доод талд Velcro тууз ашиглан 5600 мАч багтаамжтай болсон.

Алхам 6: ХӨЛИЙН ХӨДӨЛГӨӨН

Гар нь хоёулаа эсвэл ганцаараа ажиллах боломжтой. Гар бүр нь 45-135 градусын хөдөлгөөнтэй Coax хэмээх биеийн үе, 45-135 градусын хөдөлгөөнтэй гуяны үе, 45-135 градусын хөдөлгөөнтэй гуяны үе, эцэст нь Тибиа буюу төгсгөлийн эффектор хэмээх 45-135 градусын хөдөлгөөнтэй тохойн үеээс бүрдэнэ.. Хөлийн хөдөлгөөнийг хангах зорилгоор захиалгат програмыг бичсэн болно.

Хөлний хөдөлгөөний төрлүүд:

Coax -ийн хувьд 45 градус нь толгойноосоо хойш, 90 градус нь төвийг сахисан байрлалаас, 135 градус нь урагшаа харсан байна.

Фемурын хувьд 45 градус нь газраас хамгийн өндөр байрлал, 90 градус нь төвийг сахисан байрлал, 135 градус нь газраас хамгийн доод байрлал юм.

Төвдийн хувьд 45 градус нь биеэс хамгийн алслагдсан байрлал, 90 градус нь төвийг сахисан байрлал, 135 градус нь биеийн хамгийн ойр байрлал юм.

Бүх servo нь 90 градусын төвийг сахисан байрлалд байна гэж үзье.

Урагш: Хөл 1 ба 2, Фемур 135 градус хүртэл өргөгддөг, Коакс 45 градус, Тибиа биеэс хамгийн алслагдсан 45 градус хүртэл, Фемур 45 градус хүртэл буурдаг. Энэ нь 3 ба 4 -р хөлний хос, 5 ба 6 -р хөлний хосуудад давтагддаг. Бүх 6 коакс серво нь 45 градусаас хойш 90 градус, төвийг сахисан байрлал, бүх 6 Femur servo нь 45 градусаас 90 градус хүртэл, төвийг сахисан байрлалд шилждэг. Эцэст нь бүх Tibia servo нь 45 градусаас 90 градус хүртэл төвийг сахисан байрлал руу шилждэг.

Урвуу: 5 ба 6 хөл, дараа нь 3 ба 4, эцэст нь 1 ба 2 хөлөөр эхэл, эс тэгвээс хөдөлгөөн нь Коакс, Фемур, Тибиа хоёрын хувьд адил байна.

Зүүн: 1, 3, 5 -р хөл нь урвуу чиглэлд, 2, 4, 6 -р хөл нь урагшаа хөдөлдөг. Урагш болон урвуу хөдөлгөөн хоёулаа урагш болон урвуу гэсэн стандартад нийцдэг. Коаксын зургаан servo эргэлтийг дуусгахын тулд биеийг эргүүлж 45 градусаар хөдөлгөнө.

Баруун талд: 2, 4, 6 -р хөл нь урвуу чиглэлд, 1, 3, 5 -р хөл урагшаа хөдөлдөг. Урагш болон урвуу хөдөлгөөн хоёулаа урагш болон урвуу гэсэн стандартад нийцдэг. Коакс хөдөлгөөн нь дээрхтэй төстэй боловч урвуу чиглэлд байна.

Амрах: Бүх Coax ба Femur servo нь төвийг сахисан байрлалтай, бүх Tibia servo -ийг хамгийн бага 45 градусаар байрлуулж, урд, дунд, хойд хөлөө үр дүнтэй бөхийлгөдөг.

Хажуугаар нь, урд зогсож байна: 1 ба 2 -р хөлийг хамгийн өндөр байрлалд, 3 ба 4 -р хөлийг төвийг сахисан, 5 ба 6 -р хөлийг хамгийн доод байрлалд байрлуулна.

Хойд, урд суугаад зогс: 1 -р хөл ба хамгийн доод байрлалд, 3 ба 4 -р хөл нь төвийг сахисан, 5 ба 6 -р хөл хамгийн өндөр байрлалд байна.

Зүүн хавч: 1 ба 5 -р хөлийг дээш өргөж, зүүн тийш сунгаж, 2 ба 6 -р хөлийг өргөж, биеийн дор татдаг. Эдгээр дөрвөн хөлөө газарт тавьснаар бүх Тибиас төвийг сахисан байрлал руугаа буцдаг. Эцэст нь 3 ба 4 -р хөл ижил үйлдлийг давтана.

Хавчны баруун талд: 2 ба 6 -р хөлөө дээш өргөж, баруун тийш сунгаж, 1 ба 5 -р хөлийг өргөж, биеийн доор татна. Эдгээр дөрвөн хөлөө газарт тавьснаар бүх Тибиас төвийг сахисан байрлал руугаа буцдаг. Эцэст нь 3 ба 4 хөл ижил үйлдлийг давтана.

Зүүн толгойны хөдөлгөөн: хүзүү 1 servo 45 градус. Хоёр servo нь 90 төвийг сахисан байрлал руу буцдаг.

Баруун толгойны хөдөлгөөн: хүзүү 1 servo 135 градус

Толгойгоо дээш өргөх: хүзүү 2 servo 45 градус

Толгойн доош хөдөлгөөн: хүзүү 2 servo 135 градус

Пан толгойны хөдөлгөөн: хүзүү 2 нь 45 -аас 135 градус хүртэл хөдөлдөг

ҮЙЛЧИЛГЭЭ

Анхны туршилтын дараа MG995 ба MG996 servo -г бүгдийг нь сольсон. Бүх 20 servo -ийг DS32228 20кг -ийн servo -ээр сольсон нь маш сайн төвлөрүүлж, ачааллын багтаамжийг нэмэгдүүлсэн.

Тохиромжтой програм ашиглан servo бүрийг сайтар шалгаж үзэх нь чухал юм. Би энгийн "шүүрдэх" жишээ програмыг тусгайлан 0, 90, 180 байрлалд туршихаар өөрчилсөн бөгөөд энэхүү туршилтыг servo бүрт дор хаяж 5 минут ажиллуулж, дараа нь нэг өдрийн дараа давтсан.

ТАЙЛБАР: USB кабелиар ажилладаг стандарт Arduino Uno хавтанг ашиглах нь зарим сервог ажиллуулахад хангалттай хүчдэл өгөхгүй байж магадгүй юм. Uno -оос хүлээн авсан 4.85v servo нь DS3218 servo -той холбоотой эмх замбараагүй байдал үүсгэж, энэ хүчдэлийг 5.05v болгож нэмэгдүүлснээр энэ асуудлыг шийдсэн болохыг олж мэдсэн. Тиймээс би servo -ийг 6v дээр ажиллуулахаар шийдсэн. Эцэст нь 6v нь хүчдэл зайлшгүй шаардлагатай болохыг олж мэдсэн, учир нь 6v нь servo -ийн тогтворгүй байдлыг үүсгэсэн.

Алхам 7: БАРИЛГА

ХӨЛ

Hexapod хэрэгслийн эд ангиудыг байрлуулахаас эхлэв. Бүх servo дугуй эвэр нь Femur -ийн хоёр үзүүр болон Coax -ийн бүх нүхийг томруулах шаардлагатай байв. Серво эвэр бүрийг харгалзах Coax ба Femur -д дөрвөн эрэг, тав дахь шураг ашиглан servo толгойны дундуур холбосон. Дөрвөн боолт, самар ашиглан бэхэлсэн бүх servo их бие. Зургаан хөл тус бүрийн Coax servo бэхэлгээ нь бэхэлгээний ёроолд нэг боолт, самар ашиглан бэхлэгдсэн байв. Coax servo бэхэлгээ бүрийг дөрвөн боолт, самар ашиглан Femur servo бэхэлгээнд холбосон бөгөөд уг бэхэлгээг 90 градус эргүүлнэ. Femur servo -ийн толгой нь Femur гарны нэг үзүүрт, Femur -ийн нөгөө үзүүр нь Tibia servo толгойд бэхлэгдсэн байв. Зургаан Tibia servo нь дөрвөн боолт, самар бүхий зургаан хөлний дээд хэсэгт бэхлэгдсэн байв. Нэмэлт атгахын тулд хөлний төгсгөлийн эффектор бүрийг зөөлөн резинэн гутлаар хучсан байв. Нийлүүлсэн servo эвэр нь Coax, Femur, Tibia холболтонд бэхлэхэд хэт том хэмжээтэй байсан тул бүх төвийн нүхийг 9 мм хүртэл томруулсан болохыг тогтоожээ. Hexapod хэрэгслийн бүтцийн элементүүдийн талаар зааварчилгаа өгсөн Capers II -д өгсөн "Toglefritz" -д баярлалаа. Гэсэн хэдий ч би Фемурын хоёр үзүүрт серво эвэр хавсаргах гэх мэт нэг газар барихаас хазайсан. Би Фемурын төв нүхийг томруулж, servo эвэрний төвийг дайран өнгөрөх боломжийг олгосон бөгөөд ингэснээр servo эвэр нь servo -той ойрхон байсан тул нэмэлт хүч өгч, эдгээр хоёр үе нь хамгийн их эргүүлэх хүчийг мэдэрсэн юм. Серво эвэр бүрийг Femur -д хоёр ширхэг M2.2 өөрөө түншдэг эрэг ашиглан бэхэлсэн бөгөөд эдгээр боолтуудын төгсгөлийг салгаж хавтгай хэлбэрээр байрлуулсан байна. Бүх М3 боолтыг цоожоор бэхэлсэн байв.

БИЕ

Их бие нь зургаан нүхтэй хоёр хавтангаас бүрдэх бөгөөд нүх бүр нь Coax servo эвэр бэхлэх зориулалттай. 6V 2800mAh хэмжээтэй хоёр батерейг Velcro ашиглан доод хавтангийн доод талд бэхэлсэн. Зай эзэмшигчийн ёроолын дэргэдэх дөрвөн ширхэг M3 зогсоолыг бэхэлсэн бөгөөд тус бүр нь зөөлөн резинэн гуталтай бөгөөд энэ нь Hexapod -ийн амрах боломжтой суурийг бий болгодог. Доод хавтангийн дээд хэсэгт Arduino Mega ба түүний мэдрэгчийн бамбайг 5 мм -ийн 4 бэхэлгээ ашиглан бэхэлсэн байна. Доод талын хавтангийн дээд талд 6 см өндөртэй 4 x M3 хэмжээтэй бэхэлгээг бэхэлсэн бөгөөд эдгээр нь Arduino Mega -ийг хүрээлж, дээд хавтанг дэмжиж байв. Дээд хавтан нь 120 мм х 70 мм х 30 мм хэмжээтэй хайрцгийг хавсаргасан бөгөөд энэ нь хүзүүний анхны servo болон LCD дэлгэцийг байрлуулах болно. Хоёрдахь 2 булан, 2 х 18650 хэмжээтэй батерейны хайрцгийг дээд хавтангийн доод талд, Hexapod -ийн урд зүг рүү харсан Arduino Mega хавтангийн ард байрлуулсан байна.

Дээд хавтан нь дөрвөн servo эвэртэй бөгөөд тус бүр нь дөрвөн M2.2 эрэг хавсаргасан байна. Хавтангийн дээд талд 70 мм х 120 мм х 30 мм хэмжээтэй хайрцгийг суурилуулсан бөгөөд үүнд 2 ширхэг 18650 зайны хайрцаг, хоёр туйлтай унтраалга, ногоон LED, IC2 16 x 2 LCD дэлгэц суурилуулсан байна. Нэмж дурдахад эхний хүзүүний servo -ийг бас суулгасан бөгөөд хүч ба хоёр дахь хүзүүний servo мэдээллийн кабель нь хоёр дахь servo болон Arduino V3 NodeMcu модулийг тэжээх нүхээр дамждаг. Нэмэлт өгөгдлийн кабель нь дээд хайрцгаар дамжиж, толгойд байрлах HC-SR04 хэт авианы модулийг тэжээдэг. Хоёрдахь өгөгдөл, цахилгаан кабель нь пикси удирдсан бөгжийг тэжээхэд зориулагдсан болно.

Хоёр servo өгөгдлийн кабель ба HC-SR04 өгөгдлийн кабелийг дээд хавтангаар тэжээдэг бол Bluetooth модулийг неон хэлбэрийн дэвсгэр, халуун цавуу ашиглан хавтангийн доод талд холбодог. Үлдсэн 18 servo өгөгдлийн кабелийн кабелийн удирдлага нь доод хавтан дээр бэхлэгдсэн 4 x M3 хэмжээтэй 4 x M3 шураг ашиглан дээд хавтанг доод хавтан дээр бэхлэх оролдлого хийхээс өмнө байх ёстой. Дээд талын доод хавтанг бэхлэх процессын нэг хэсэг болох Coax -ийн бүх зургаан серво нь доод хавтангийн нүхэнд холхивч, дээд хавтангийн эвэрт бэхлэгдсэн байх ёстой. Coax -ийн зургаан servo -ийн оройг суурилуулсны дараа 6 М3 боолтоор бэхэлсэн байна. Coax -ийн зургаан servo -ийн servo эвэрний байрлалаас шалтгаалан 4 x M3 хэмжээтэй зогсолтыг 2 мм -ээр багасгах шаардлагатай бөгөөд ингэснээр Coax servo холхивч нь доод хавтан дээр зөв суусан болно.

ТОЛГОЙ

Толгой нь бие биенээсээ 90 градусын зайтай хоёр servo-оос бүрдэнэ, нэг нь дээд хавтан дээр хавсаргасан хайрцагт байрладаг, хоёр дахь нь гуулин хавтангийн U хэлбэртэй хэсгийг ашиглан servo эвэрээр дамжуулж эхнийхтэй холбодог. Хоёрдахь servo -ийн эвэр нь L хэлбэртэй гуулин хаалтанд бэхлэгдсэн бөгөөд өөрөө 70 мм x 70 мм x 50 мм хэмжээтэй хоёр боолт, самартай хайрцагт бэхлэгддэг. Энэ хайрцаг нь толгойг бүрдүүлж, дотор нь Ardcam камер, HC-SR04 хэт авианы модуль, Arduino V3 NodeMcu модуль, тэжээлийн LED суурилуулсан болно. Хэт авианы модуль хоёулаа дамжуулах ба хүлээн авах мэдрэгчийн толгой нь камерын линзтэй адил хайрцгийн урд талд цухуйдаг. Хайрцагны гадна талд линзний эргэн тойронд 16 LCD Nero pixie бөгж байна. NodeMcu тэжээлийн LED нь толгойны арын хавтангийн нүх, цахилгаан кабель, хэт авианы модулийн өгөгдлийн кабель, pixie Neon өгөгдлийн тэжээлийн кабелийг арын хавтан ба толгойн хавтангийн хоорондох нүхээр дамжуулж хардаг.

ЦАХИЛГААН

Дараах Fritzing диаграммд биеийн болон толгойны электроникийг харуулав. Диаграмыг илүү тодорхой болгохын тулд VCC ба GRD шугамыг 20 servo -д харуулаагүй болно. Bluetooth модуль нь Андройд апп -аар дамжуулан Hexapod -ийн хөдөлгөөнийг хянадаг. WIFI дээр суурилсан Arduino NodeMcu модуль нь Arducam камерын модулийг хянадаг. Бүх servo -г Arduino мэдрэгчийн бамбайд VCC, GRD, дохионы шугам агуулсан нэг блокоор холбодог. Стандарт 20 см-ийн DuPont холбогч кабелийг Bluetooth BT12, HC-SR04, IC2 LCD-ийг холбоход ашигладаг.

ХӨЛИЙН КАЛИБРАЦИ

Энэ бол Hexapod -ийн хөдөлгөөн дээр ажиллахаас өмнөх бэлтгэл ажлын хамгийн хэцүү хэсгүүдийн нэг юм. Анхны санаа бол бүх хөлийг дараах байдлаар тохируулах явдал юм: Coax servos 90 градус, Femur servos 90 градус, Tibia servos 90, хөлний биеийн байрлалыг 2, 4, 6, 75 градусын хувьд 105 градусаар тохируулах. 1, 3, 5. хөлний хувьд Hexapod -ийг батерейны хайрцгийн доор байрлах дөрвөн тулгуур дээр тэгшхэн гадаргуу дээр байрлуулсан. Энэ бол хөл тус бүрийн хооронд ижил зайтай, биеэс ижил зайд байрладаг хөл юм. Эдгээр бүх байрлалыг тэгш гадаргуу дээр тэмдэглэсэн болно. Хөл барих явцад servo бүрийн дунд цэгийг олсон бөгөөд энэ нь servo 90 градусын байрлал байх ёстой. Энэхүү 90 градусын анхдагч байрлалыг бүх servo дээр ашигладаг.

Коакс servo 2 ба 5 дотоод нүүр нь бие биентэйгээ зэрэгцэн оршдог бөгөөд энэ нь 1 ба 6, 3 ба 4 -р сервод хамаарна. Барилгын үе шатанд бүх Femur ба Coax servo -ийг хоорондоо 90 градусаар хооронд нь бэхлэнэ. Бүх Femur servos нь Femur гарыг 90 градусын өнцгөөр бэхэлсэн байдаг. Бүх Tibia servo нь 90 градусаар Тибид бэхлэгддэг. 2, 4, 6 Tibia servos нь Femur гарт 105 градусаар бэхлэгдсэн бол Tibia 1, 3, 5 servos нь Femur гарт 75 градусаар бэхлэгддэг.

Туршилтын явцад бүх servo -ийн температурыг хянаж байх ёстой бөгөөд халуун servo нь servo хэтэрхий их ажиллаж байгаа бөгөөд бүтэлгүйтэх магадлалтай тул ихэнх servo нь хүрэхэд дулаахан байх болно гэдгийг анхаарах нь чухал юм.

Эхний шалгалт тохируулга нь Hexapod -ийг асаасны дараа тогтвортой, тогтвортой, түвшинтэй, хамгийн чухал нь servo -ийн аль нэг нь халаагүй байгаа байрлал руу шилжих явдал юм. Тогтвортой байр суурийг хадгалахын тулд servo бүрт 20 миллисекундээс бага хоцролттой бичих шаардлагатай бөгөөд 10 миллисекунд зарцуулсан болно. Бүх servo нь зөвхөн 0 -ээс 180 градус хүртэл, 180 градусаас 0 рүү буцах боломжтой тул бүх Femur servo -ийн хувьд 0 ба 180 градус нь босоо, 90 градус нь хэвтээ байна.

Серво бүрийг хавсаргахаас өмнө өмнө нь тодорхойлсон servo бүрт анхны тохиргооны бичгийг илгээж, одоогийн амрах өнцгийг нь өгдөг. амарч байх үед servo -ийн одоогийн байрлал. Энэ нь бүх Coax servo -д 90 градус, Femur, Tibia 1, 3, 5 -д 55 градус, Femur болон Tibia servo 2, 4, 6 -д 125 градус байв.

Калибровк хийх үе эхлэхэд батерейг үргэлж бүрэн цэнэглэж байх ёстой гэдгийг анхаарах нь чухал юм.

Hexapod нь үргэлж амрах байрлалаас эхэлдэг бөгөөд бүх бие нь дөрвөн хөлөөрөө дэмжигддэг. Энэ байрлалаас эхлэн бүх Femur болон Tibia servo -ийг анхны байрлалаас нь эхлээд байрлал хүртэл нь эргүүлж өгдөг бөгөөд энэ үед бүх servo 90 градус байна. Босоо байрлалыг дуусгахын тулд "зогсож бай" гэсэн тушаал гаргадаг бөгөөд энэ тушаал нь бүх хөлөө дээш өргөж, гурван хөлний хоёр, 3, 3, 4, 2, 6, 3 -р байрлуулдаг.

Алхам 8: ПРОГРАММ

Програм хангамж нь гурван хэсгээс бүрдэх бөгөөд нэгдүгээр хэсэг нь Arduino Mega дээр ажилладаг Arduino код, хоёр дахь хэсэг нь толгой дээрх NodeMcu модуль дээр ажилладаг Arduino код юм. Харилцаа холбоо нь Android BT12 төхөөрөмжөөр дамжуулан Андройд таблетаас тушаалуудыг хүлээн авдаг, өөрөөр хэлбэл Android Studio -д зориулагдсан тусгай програмыг ажиллуулдаг Samsung Tab 2 юм. Энэ програмыг Hexapod руу илгээдэг. Үүнтэй ижил програм нь WIFI -ээр дамжуулан NodeMcu модулийн шууд видео тэжээлийг хүлээн авдаг.

Андройд код

Android Studio ашиглан боловсруулсан Андройд код нь хоёр дэлгэцийн програмыг ажиллуулах платформыг хангаж өгдөг. Аппликешн нь хоёр дэлгэцтэй бөгөөд үндсэн дэлгэц нь хэрэглэгчийг Hexapod -д тушаал өгч, зургаан өнцөгт толгойноос ирж буй видео тэжээлийг үзэх боломжийг олгодог. WIFI товчлуураар дамжуулан нэвтрэх хоёрдахь дэлгэц нь хэрэглэгчийг эхлээд зургаан өнцөгт Bluetooth, хоёрдугаарт зургаан өнцөгт толгой дээрх NodeMCU Arduino картаар үүсгэгдсэн WIFI халуун цэг рүү холбогдох боломжийг олгодог. Аппликешн нь 9600 Baud цувралаар дамжуулан таблетаас суулгасан Bluetooth -ээр дамжуулан hexapod -д залгагдсан BT12 Bluetooth руу нэг үсгээр тушаалыг илгээдэг.

ARDUINO код

Код боловсруулах нь Hexapod, түүний толгой ба биеийн үндсэн функцийг турших зориулалттай туршилтын програмыг боловсруулж эхэлжээ. Толгой ба түүний ажил нь бие махбодоос огт тусдаа тул програм хангамжийн хөгжүүлэлтийг биеийн функцын кодтой зэрэгцүүлэн туршиж үзсэн. Толгойн ажиллагааны код нь ихэвчлэн servo хөдөлгөөнийг багтаасан өмнөх боловсруулалтанд үндэслэсэн болно. Кодонд 16х2 хэмжээтэй LCD дэлгэц, HC-SR04 хэт авианы модуль, 16 LED гэрлийн цагираг орно. Толгойноос шууд видео тэжээлд WIFI нэвтрэх боломжийг олгохын тулд кодын нэмэлт боловсруулалт хийх шаардлагатай байв.

Биеийн функцийн кодыг анх servo хавсралт болон амарч байх үеийн анхны байрлалыг хангах зорилгоор боловсруулсан болно. Энэ байрлалаас эхлэн Hexapod нь зүгээр л зогсож байхаар програмчлагдсан байв. Дараа нь хөгжүүлэлт нь Hexapod -ийн нэмэлт хөдөлгөөн, толгой болон биеийн кодын хэсгүүдийг Android аппликейшн ашиглан цуваа холболтоор үргэлжлүүлэв.

Туршилтын servo код нь хөл, биеийн хөдөлгөөнийг хөгжүүлэх боломжийг олгодог.

1. InitLeg - Хөлийн байрлал, зогсож буй хөлний байрлал, наймалжны анхны байрлалыг зүүн эсвэл баруун алхах, урагш эсвэл хойшоо алхах анхны хөлийн байрлалыг зөвшөөрнө.

2. Долгион - Босох байрлалдаа буцаж ирэхээсээ өмнө урд хөлөө дөрвөн удаа даллахыг зөвшөөрнө.

3. TurnLeg- Hexapod-ийг зүүн эсвэл баруун тийш эргүүлэхийг зөвшөөрдөг.

4. MoveLeg- Hexapod-ийг урагш эсвэл хойшоо алхахыг зөвшөөрдөг.

5. CrouchLeg- Hexapod нь урд хөл дээрээ урагш доошоо эсвэл хойд хөл дээрээ хойшоо бөхийх боломжийг олгодог.

Хөлийн хөдөлгөөн нь хос хөл дээр суурилдаг тул 1, 2, 3, 4, 5, 6 хөл нь хосоор ажилладаг. Хөдөлгөөн нь урагшаа хүрэх, татах, арагш түлхэх гэсэн үндсэн хоёр үйлдлээс бүрдэнэ. Арагшаа алхахын тулд эдгээр хоёр хөдөлгөөнийг буцаана, жишээлбэл урагш алхах, 1 ба 2 -р хөлийг татах, 5 ба 6 -р хөлийг түлхэх, 3 ба 4 -р хөл нь тогтвортой байдлыг хангах. Хавчны алхалт нь яг л эдгээр үйлдлүүд боловч биеийг 90 градусаар хэмждэг бөгөөд энэ тохиолдолд 3, 4 -р хөл бусад хөлтэй адил хөдөлдөг. Явган явахдаа хос хос ээлжлэн хөдөлдөг бол наймалж алхах үед 1 ба 5 -р хөл нь хосоор ажилладаг бол 3 -р хөл нь 1 ба 5 -р хөлнүүд дээр ээлжлэн ажилладаг.

Хөдөлгөөний функциональ тодорхойлолт нь хөдөлгөөний элементүүдээс бүрдэх бөгөөд тус бүрийг дараалсан байдлаар нэгтгэж, үйлддэг.

Амрах: Босоо байрлалаас эхлэн бүх Femur servo нь дээшээ хөдөлж, биеийг дөрвөн тулгуур дээр буулгана. Үүний зэрэгцээ бүх Tibia servo бүгд дотогшоо хөдөлдөг.

ЗОГСООХ: Амрах байрлалаас эхлэн бүх Tibia servo нь гадагшаа хөдөлдөг бөгөөд энэ нь дууссаны дараа бүх Femur servo 90 градусын байрлал руу шилждэг бөгөөд эцэст нь бүх Tibia servo нь 90 градусын байрлал руу нэгэн зэрэг шилждэг.

Зүүн тийш эргэх: 1, 3, 5 -р хөл нь толгойноосоо 45 градусаар ухарч, 2, 4, 6 -р хөл нь толгой руу урагш хөдөлдөг. Бүх Coax servo-ийг хийж дууссаны дараа одоогийн байрлалаасаа 90 градусын стандарт байрлал руу буцаж ирэхэд энэ хөдөлгөөн нь биеийн эсрэг цагийн зүүний эсрэг болно.

ЗҮГЭЭР ЭРГЭХ: 1, 3, 5 -р хөл нь толгой руу 45 градус урагшаа урагшлах бөгөөд 2, 4, 6 -р хөл нь толгойноосоо хойш ухарна. Бүх Coax servo-ийг хийж дууссаны дараа одоогийн байрлалаас 90 градусын стандарт байрлал руу буцаж ирэхэд энэ хөдөлгөөн цагийн зүүний дагуу биен рүү чиглэх болно.

CROUCH FORWARD: Femur, Tibia servos ашиглан 1 ба 2 -р хөлөө доогуур, харин 5 ба 6 -р хөлийг Femur болон Tibia servos ашиглан өргөөд 3, 4 -р хөл нь стандарт байрлалд хэвээр байна.

CROUCH BACKWARD: 1 ба 2 -р хөлийг Femur болон Tibia servos ашиглан өргөдөг бол 5 ба 6 -р хөлийг Femur болон Tibia servos ашиглан буулгаж, 3 ба 4 -р хөл нь стандарт байрлалд үлддэг.

WAVING: Энэ горимд зөвхөн 1 ба 2 -р хөлийг ашигладаг. Coax servos нь 50 градусын нумаар хөдөлдөг бол Femur болон Tibia нь 50 градусын нумаар хөдөлдөг. 3 ба 4 -р хөл нь толгой руу 20 градусаар урагшилдаг бөгөөд энэ нь илүү тогтвортой платформыг бий болгодог.

Урагш алхах: 1, 6, 2 ба 5, 3, 4 хөл нь хамт ажиллах ёстой. Тиймээс 1 -р хөл нь биеийг татаж байхад 6 -р хөл нь биеийг түлхэж байх ёстой бөгөөд энэ үйлдэл дуусмагц 2 ба 5 -р хөл ижил үйлдлийг гүйцэтгэх ёстой бөгөөд эдгээр үйл ажиллагааны мөчлөг бүр 3, 4 -р хөлийг гүйцэтгэх ёстой. горимыг урагшлуулах.

Туршилтын хөлийн модулийн анхны функцууд нь хөлний гурван хөдөлгөөн тус бүрийг зохион бүтээх боломжийг олгодог. Эсрэг хөл нь зүгээр л урвуу хөдөлгөөнийг хийдэг тул гурван хөлний хөдөлгөөн хийх шаардлагатай. Шинэ хосолсон хөл 1, 3, 6 модулийг боловсруулж, туршиж, хоёр дахь урвуу хөл 2, 4, 5 хөлийн модулийг хуулж авав. Гексаподын хөлний хөдөлгөөнийг туршихдаа зургаан өнцөгтийг дээш өргөгдсөн блок дээр байрлуулснаар хөлийг газарт хүрэлгүйгээр бүрэн хөдөлгөж болно. Хөлөө хөдөлгөж байх үед хэмжилт хийсэн бөгөөд бүх хөл нь 80 мм -ийн зайд хэвтээ чиглэлд хөдөлж, хөдөлгөөний явцад хамгийн доод цэгтээ газраас 10 мм зайд үлдсэн болохыг тогтоожээ. Энэ нь Hexapod нь хөдөлгөөн хийх явцад нэг талаас нөгөө тийш чичирч, хөдөлгөөн хийх явцад бүх хөл тэнцүү татах хүчтэй байх болно гэсэн үг юм.

Урвуу алхах:

ЗААВАР ХААЛГАЖ ЯВАХ: Эхний хөдөлгөөн нь 1, 2, 5, 6 -р хөлнөөс эхэлж, аялалын чиглэл рүү 45 градус эргэдэг. Энэ нь бүх хөлийг аялалын чиглэлд нийцүүлэн байрлуулна, 3 ба 4 -р хөл аль хэдийн зөв чиглэлд байна. Хөл тус бүрийн Фемур ба Тибиа нь 90 градусын үндсэн байрлалаас эхэлдэг. Энэхүү алхалт нь 3, 2, 6 -р хөл, 3, 2, 6 -р хөл дээр ажилладаг гурван хөлний хоёр багцаас бүрдэнэ. хөл 4, дараа нь энэ хөдөлгөөнийг буцааж хийдэг тул 3 -р хөл татаж, 2 ба 6 -р хөлийг түлхэхэд Coax servos -ийн аль нь ч энэ хөдөлгөөний явцад ямар ч ажил хийдэггүй. Гурван хөлний багц бүр нь эхний багцыг хөдөлгөж байхад бусад хөдөлгөөнгүй хөлийг өргөдөг.

Хавч алхах эрх:

ТАЙЛБАР: Толгой нь наймалж алхах чиглэлд зүүн эсвэл баруун тийш эргэх болно. Энэ нь алхаж байхдаа HC-SR04 хэт авианы илрүүлэлтийг ашиглах боломжийг олгодог.

Хөлийн тохиргоо: Hexapod -ийг нэг түвшинд байлгахын тулд бүх хөл ижил өндрөөр зогсох ёстой. Hexapod -ийг блок дээр байрлуулж, дараа нь зогсоол ба амрах горимыг ашиглан төгсгөлийн эффектор бүрийн газрын гаднах зайг хэмжих боломжтой байв. Би төгсгөлийн эффектор бүрт резинэн гутал нэмж, эхлээд бариулыг нэмж, харин хөлний уртыг бага зэрэг тохируулахын тулд бүх хөлний хооронд 5 мм ба түүнээс бага байхаар тохируулав. Серво бүрийг 90 градусаар тохируулах нь маш хялбар байсан боловч эвэр бүрийг Фемурын хоёр үзүүрт бэхлэх нь асуудал үүсгэж болох бөгөөд ингэснээр эвэрний дотоод нурууны эргэлтийн өнцөгт маш бага ялгаа нь хөлний өндрийг 20 мм -ээр ялгаатай болгодог. Боолтыг servo эвэрний янз бүрийн бэхэлгээний нүх болгон өөрчилснөөр энэ 20 мм -ийн өндрийн зөрүүг засчээ. Би програм хангамж ашиглан эдгээр өндрийн ялгааг нөхөхөөс илүүтэйгээр энэ аргыг ашиглан шийдэхээр шийдсэн.